금속성 쌍곡선 메타물질을 이용한 나노 구조체 제작

Abstract

나노 기술의 발달에 따라 나노 구조 제작 기술에 대한 요구가 크게 증가하고 있다. 그러나 기존의 포토리소그래피 기술은 빛의 회절 한계에 의해 나노 구조 제작이 어렵고 이에 따라 전자빔 리소그래피, Dip-pen 리소그래피, imprint 리소그래피 등의 기술이 개발되어 왔다. 그러나 이러한 기술들은 장비의 복잡성에 의해 각자의 새로운 단점들을 가지게 된다. 본 연구에서는 금속성 쌍곡선 메타물질을 이용하여 기존의 포토리소그래피 플랫폼의 회절한계를 극복하는 방법을 개발하여 나노 구조를 제작할 수 있음을 보였는데, 이는 금속성 쌍곡선 메타물질이 가지고 있는 분산 특성에 따라 높은 파수의 성분이 투과 가능한 성질에 의해 가능하다. 즉, 1차원 혹은 2차원의 격자 구조와 금속성 쌍곡선 메타물질을 결합하여 높은 파수를 발생시키고, 이를 진행시킴으로 회절 한계를 극복하는 것이다. 게다가 이 방법은 사용하는 마스크의 크기에 영향을 받지 않는 방법이므로 나노 구조를 마이크로 마스크를 이용하여서도 제작이 가능하다는 큰 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 아이디어를 1차원 구조에 대해 수치해석 및 실험 결과로 나타내었고, 계산적으로 2차원 구조에 대해서도 가능함을 증명하였다. 이 나노 제작 공정은 저렴하고, 재사용가능하며, 대면적 제작 또한 가능하므로 나노공정에 널리 사용될 수 있을 것으로 예상된다.